《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第6章課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第6章課件.ppt（57頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、2022/7/1,1,2022/7/1,2,61 內(nèi)模控制技術(shù),內(nèi)?？刂剖且环N基于過(guò)程數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)的新型控制策略。它與史密斯預(yù)估控制很相似，有一個(gè)被稱(chēng)為內(nèi)部模型的過(guò)程模型，控制器設(shè)計(jì)可由過(guò)程模型直接求取。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、控制性能好、魯棒性強(qiáng)，并且便于系統(tǒng)分析。,2022/7/1,3,2022/7/1,4,2022/7/1,5,2022/7/1,6,2022/7/1,7,2022/7/1,8,2022/7/1,9,2022/7/1,10,2022/7/1,11,2022/7/1,12,2022/7/1,13,2022/7/1,14,2022/7/1,15,2022/7/1,16,2022/7

2、/1,17,2022/7/1,18,2022/7/1,19,2022/7/1,20,62 模型預(yù)測(cè)控制技術(shù),模型預(yù)測(cè)控制算法是以模型為基礎(chǔ)，同時(shí)包含有預(yù)測(cè)的原理；另外，作為一種優(yōu)化控制算法，它還具有最優(yōu)控制的基本特征。 模型預(yù)測(cè)控制不管其算法形式如何，都具有以下三個(gè)基本特征；即模型預(yù)測(cè)、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正。,2022/7/1,21, 模型預(yù)測(cè) 模型預(yù)測(cè)控制算法是一種基于模型的控制算法，這一模型稱(chēng)為預(yù)測(cè)模型。系統(tǒng)在預(yù)測(cè)模型的基礎(chǔ)上根據(jù)對(duì)象的歷史信息和未來(lái)輸入預(yù)測(cè)其未來(lái)的輸出，并根據(jù)被控變量與設(shè)定值之間的誤差確定當(dāng)前時(shí)刻的控制作用。其預(yù)測(cè)模型的結(jié)構(gòu)形式可為狀態(tài)方程、傳遞函數(shù)這類(lèi)傳統(tǒng)的模型。對(duì)于線性

3、穩(wěn)定對(duì)象，甚至階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)這類(lèi)非參數(shù)模型也可直接作為預(yù)測(cè)模型使用。而對(duì)于非線性系統(tǒng)、分布參數(shù)系統(tǒng)的模型，只要具備上述功能，也可作為預(yù)測(cè)模型使用。,2022/7/1,22, 滾動(dòng)優(yōu)化 模型預(yù)測(cè)控制是一種優(yōu)化控制算法，它通過(guò)某一性能指標(biāo)的最優(yōu)來(lái)確定未來(lái)的控制作用。這一性能指標(biāo)涉及系統(tǒng)未來(lái)的行為，然而，模型預(yù)測(cè)控制中的優(yōu)化與傳統(tǒng)意義下的最優(yōu)控制又是有差別的。主要表現(xiàn)在模型預(yù)測(cè)控制中的優(yōu)化是一種有限時(shí)域的滾動(dòng)優(yōu)化，在每一采樣時(shí)刻，優(yōu)化性能指標(biāo)只涉及該時(shí)刻起未來(lái)有限的時(shí)域，而在下一采樣時(shí)刻，這一優(yōu)化域同時(shí)向前推移。即模型預(yù)測(cè)控制不是采用一個(gè)不變的全局優(yōu)化指標(biāo)，而是在每一時(shí)刻有一個(gè)相對(duì)于該時(shí)刻的優(yōu)化

4、性能指標(biāo)。優(yōu)化計(jì)算不是一次離線完成，而是在線反復(fù)進(jìn)行的。,2022/7/1,23, 反饋校正 模型預(yù)測(cè)控制是一種閉環(huán)控制算法。在通過(guò)優(yōu)化計(jì)算確定了一系列未來(lái)的控制作用后，為了防止模型失配或環(huán)境擾動(dòng)引起控制對(duì)理想狀態(tài)的偏離，預(yù)測(cè)控制通常不把這些控制作用逐一全部實(shí)施，而只是實(shí)現(xiàn)本時(shí)刻的控制作用。到下一采樣時(shí)間，則需首先檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際輸出，并利用這一實(shí)時(shí)信息對(duì)給予模型的預(yù)測(cè)進(jìn)行修正，然后再進(jìn)行新的優(yōu)化。 模型預(yù)測(cè)控制中的優(yōu)化不僅基于模型，而且構(gòu)成了閉環(huán)優(yōu)化。,2022/7/1,24,2022/7/1,25,2022/7/1,26,2022/7/1,27,2022/7/1,28,2022/7/1,29

5、,2022/7/1,30,2022/7/1,31,2022/7/1,32,2022/7/1,33,2022/7/1,34,2022/7/1,35, 閉環(huán)預(yù)測(cè),由于被控對(duì)象的非線性、時(shí)變及隨機(jī)干擾等因素，使得預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)輸出值與被控對(duì)象的實(shí)際輸出值之間存在誤差是不可避免的。因此需要對(duì)上述開(kāi)環(huán)模型預(yù)測(cè)輸出進(jìn)行修正。在模型預(yù)測(cè)控制中通常是用輸出誤差反饋校正方法，即閉環(huán)控制得到。,2022/7/1,36,2022/7/1,37,2022/7/1,38,2022/7/1,39,2022/7/1,40,2022/7/1,41,2022/7/1,42,2022/7/1,43,2022/7/1,44,2022/7/1,45,2022/7/1,46,2022/7/1,47,2022/7/1,48,2022/7/1,49,2022/7/1,50,可求出,這種方法沒(méi)有充分利用已取得的全部信息，受系統(tǒng)中隨機(jī)干擾的影響大。一種改進(jìn)算法是將 以前 M個(gè)時(shí)刻得到的 時(shí)刻的全部控制量加權(quán)平均作用于系統(tǒng)，即,然后重復(fù)上述步驟計(jì)算 時(shí)刻的控制量。,，減少模型誤差的影響。,2022/7/1,51,2022/7/1,52,2022/7/1,53,2022/7/1,54,2022/7/1,55,2022/7/1,56,2022/7/1,57,